Java中的Future接口怎么使用

前言

在多线程编程中，经常会遇到需要异步执行任务并获得任务结果的情况。Java提供了Future接口来处理这种需求。Future接口是一个泛型接口，表示一个异步计算的结果。

Future接口的主要作用是允许主线程提交一个任务给子线程去执行，然后主线程可以继续执行其他任务，等待时机成熟再去获取子线程的执行结果。Future接口定义了一些方法来获取任务执行结果或取消任务的执行。

使用Future接口

要使用Future接口，首先需要创建一个Callable对象，实现call()方法来执行具体的任务，并将该Callable对象提交给一个线程池执行。Callable接口是一个泛型接口，call()方法返回的类型必须与Future接口的泛型类型一致。

import java.util.concurrent.*;

public class FutureDemo {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
        Callable callable = new Callable() {
            @Override
            public Integer call() throws Exception {
                // 执行耗时的任务
                Thread.sleep(1000);
                return 42;
            }
        };

        Future future = executor.submit(callable);
        // 等待任务执行完毕并获取结果
        Integer result = future.get();

        System.out.println("任务执行结果：" + result);
        executor.shutdown();
    }
}

上述示例中，首先创建了一个固定大小为1的线程池executor。然后创建了一个Callable对象，实现了call()方法，该方法模拟了一个耗时的任务，并返回一个结果。接着，将Callable对象提交给线程池executor执行，并返回一个Future对象。调用Future对象的get()方法会阻塞主线程，直到任务执行完毕并获取到结果。

Future接口的方法

Future接口定义了一些方法来获取任务执行结果或取消任务的执行。

1. boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)

取消任务的执行。如果任务已经开始执行或已经执行完毕，则返回false。如果任务正在等待执行，则返回true，并且该任务会被取消。

Future future = executor.submit(callable);
// 取消任务的执行
boolean cancelled = future.cancel(true);
if (cancelled) {
    System.out.println("任务已取消");
} else {
    System.out.println("任务未取消");
}

2. boolean isCancelled()

判断任务是否被取消。

boolean cancelled = future.isCancelled();
if (cancelled) {
    System.out.println("任务已取消");
} else {
    System.out.println("任务未取消");
}

3. boolean isDone()

判断任务是否已经完成（无论是正常完成、取消还是抛出异常）。

boolean done = future.isDone();
if (done) {
    System.out.println("任务已完成");
} else {
    System.out.println("任务未完成");
}

4. V get()

等待任务执行完毕并获取结果。如果任务未执行完毕，则get()方法会阻塞当前线程。如果任务被取消，则会抛出CancellationException异常。如果任务执行过程中发生异常，则会抛出ExecutionException异常。

Integer result = future.get();
System.out.println("任务执行结果：" + result);

5. V get(long timeout, TimeUnit unit)

等待任务在指定的时间内执行完毕并获取结果。如果任务在指定时间内未执行完毕，则会抛出TimeoutException异常。

try {
    Integer result = future.get(1, TimeUnit.SECONDS);
    System.out.println("任务执行结果：" + result);
} catch (TimeoutException e) {
    System.out.println("任务执行超时");
}

总结

Future接口是Java中处理异步任务的标准方式之一，它允许主线程提交任务给子线程执行，并在需要时获取任务的执行结果。通过使用Future接口，我们可以更好地控制和利用多线程环境下的资源，提高程序的响应性和并发性。

使用Future接口需要注意以下几点：

1. 创建Callable对象来执行具体的任务

2. 将Callable对象提交给线程池执行，并返回一个Future对象

3. 调用Future对象的get()方法来获取任务执行结果，可以设置超时时间

4. 可以根据需要取消任务的执行